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中国电机工程学报 2005年第07期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志发电

分离涡方法模拟浓淡气固射流两相非稳态流动特性研究1-6

摘要：利用分离呐模拟(Eetached eddy simulation, DES)这一新型湍流模拟技术对撞击式浓淡燃烧器内部和出口射流的气固相流动结构进行了模拟,获得了浓淡燃烧器出口射流的旋涡拟序结构,模拟了射流出口旋涡生成、发展和脱落的规律.对于颗粒场,应用了Lagrangian方法跟踪颗粒运动,获得了浓淡燃烧器出口射流中不同Stokes数颗粒在射流流场旋涡拟序结构作用下的运动扩散规律.结果表明,射流外边界处的大涡是引起浓淡侧小颗粒相互混合的主要因素,而煤粉气流中Stokes数大于1的颗粒在射流中基本不会发生浓淡混合现象,燃烧器下游的浓淡分离效果可以在较长的距离内得到保持.

基于数据融合的氧量软测量研究7-12

摘要：文中介绍了一种实现锅炉尾烟含氧量软测量的方法.烟气含氧量主要受煤质变化、锅炉漏风、未完全燃烧等因素的影响.考虑到风量和给煤量的测量精度问题,文中采用燃烧机理分析以及统计分析方法,首先建立风量和给煤量的软测量模型.采用多传感器数据融合方法,并加以煤质校正等处理,得到一个完整的氧量软测量模型.通过仿真验证,建立的氧量软测量模型能较好的反映烟气含氧量的变化.

喷动流化床流动结构的SHANNON信息熵模糊聚类分析13-17

摘要：在300mm×30mm×2000mm的矩形喷动流化床煤部分气化冷态试验装置上,采用Shannon信息熵和模糊聚类的方法,考察了床内气固流动结构及其转变.多通道信号采集系统用于采集床内不同区域的压力时间序列,通过对时间序列的Shannon信息熵模糊聚类分析,得到了不同操作参数下的Shannon信息熵聚类中心,揭示了流动结构与聚类中心的关系,并对流动结构的转变进行了分析.结果表明,不同流动结构的Shannon信息熵区分度较好,为喷动流化床流动结构及其转变和床内气固两相流动的混沌动力学特性的研究提供了一种新的研究方法.

余热锅炉汽包水位波动的不确定性成分研究18-23

摘要：燃气-蒸汽联合循环系统余热锅炉的汽包水位波动具有不确定性成分,其存在影响到控制系统的性能.根据现场数据并结合有关两相流研究成果,对水位波动不确定性成分的形成机理及其模型的建立等进行了研究,得到水位波动的不确定性成分主要来源于低频的压降振荡引起的谐波及随机噪声两部分的结论.然后,利用ARMA噪声建模的方法来恢复谐波成分并建立了统一的噪声模型,针对谐波成分的特点设计了LMS自适应信号陷波器,来分离开谐波得到了水位的确定性成分.最后的仿真结果表明了文中对不确定性成分的分析与建模是合理的.

机炉协调多变量受控系统线性增量形数学模型分析24-29

摘要：文中以火力发电厂机炉协调多变量受控系统为研究背景,借鉴机理建模方法,给出单元机组被控对象的一种线性增量式集总参数数学模型,并应用状态空间法对其进行描述和分析,推导出输入和输出之间的传递函数矩阵,通过数学分析,导出其数学模型在结构方面的内在联系,从而对采用辨识方法建立单元机组被控对象的数学模型,提供一些重要的理论依据和设计概念.

基于混合高斯过程的多模型热力参数测量软仪表30-33

摘要：为了解决工业过程中参数失效和优化运行中参数计算的问题,提出了一种新型软仪表,它是基于混合高斯模型,利用EM算法实现对混合模型中的参数估计.混合模型的使用既有利于降低单一高斯模型的计算负担,又能有效反映工业过程中的工况变化,判断出与特定工况相关程度最大的过程知识,利用它们建立与特定工况对应的局部模型,并将它们合并组成具有多模型结构的全局模型.作为示例,建立了测量火电厂烟气含氧量的软仪表.仿真结果表明,文中提出的方法能有效地实现工业过程参数的软测量,具有较大的实用价值.

一种新的动态聚类算法及其在热工过程模糊建模中的应用34-40

摘要：文中提出的新型动态进化聚类算法克服了传统模糊聚类建模算法须事先确定规则数的缺陷.它通过改进的遗传策略来优化染色体长度,以实现对聚类个数进行全局寻优;同时,利用FCM算法加快了聚类中心参数的收敛;此外,通过引入免疫系统的记忆功能和疫苗接种机理,新算法得以快速稳定地收敛到最优解.利用这种高效的动态聚类算法辨识模糊模型,可以同时得到合适的模糊规则数和准确的前提参数.仿真实例验证了文中动态模糊聚类建模算法的有效性,将其应用于热工过程可获得高精度的非线性模糊模型.

一种新型结构的热管式散热冷板性能的数值模拟试验与分析41-45

摘要：针对高热流密度负荷下大功率行波管的散热冷却,该文在试验研究的基础上,对一种具有并联热管组结构的新型平板式热管散热冷板的内部运行机理进行了数值模拟,分析并预测了加热冷却条件对该平板式热管运行性能的影响,为该新型平板式热管散热冷板的实际应用提供了依据.

中国电机工程学报杂志电力系统

电抗器品质因数对TCSC特性的影响及阻抗特性的双解现象46-51

摘要：可控串联电容器(TCSC)装置的晶闸管控制支路电抗器(TCR)品质因数只能是有限值,该文通过时域数字仿真分析了这一参数对TCSC稳态阻抗特性的影响.仿真分析结果表明在电抗器品质因数有限的情况下,TCSC等效阻抗特性的谐振点相对理想情况会出现偏移;同时,在容性运行区间,对于同样的触发角指令,Q值越小,TCSC的等效基频电抗也越小,而在感性运行区间,情况则刚好相反.这种影响在感性和容性运行区间还因TCSC同步触发控制方式不同而存在较大的差异.当以电容电压过零点为同步触发参考时标时,触发角指令与等效阻抗之间是单值对应关系,而以线路电流为同步触发参考时标时,触发角指令与等效阻抗之间是双值对应关系,即所谓的双解阻抗特性.文章进一步研究了线电流同步方式下TCSC等效基频阻抗呈现双解的现象,指出产生该现象的根本原因是采用了不同的触发参考时标.TCSC等效基频阻抗特性的双解现象实际上是在以线路电流过零点为触发参考时标时TCSC表现出的一种特殊运行特性.它与以电容电压同步触发参考时标的阻抗特性之间具有确定的对应关系.在两种不同的触发时标下,通过详细时域仿真验证了上述结论.

基于微分代数模型的AC／DC系统非线性控制器设计52-57

摘要：针对电力系统实际负荷以及直流系统本身的非线性特性,在微分代数模型的基础上,将M导数、M括号以及MIMO微分代数系统反馈线性化技术运用到交直流并联系统非线性控制器设计中.在系统的M关系度小于系统阶数及其满足一定的条件时,可得到微分代数系统模型的Bronovsky标准形式,并对交直流混合(AC/DC)系统中发电机励磁控制和直流系统整流侧定电流控制律进行了深入研究.针对一个含有AC/DC的单机无穷大系统(SMIBs)进行实例仿真,研究结果表明所设计的非线性控制器与传统的PID控制器相比具有较好的阻尼特性,能进一步提高系统的动态稳定性.该控制器的设计方法可以很方便地应用于多机交直流并联系统的稳定性控制.

利用电流行波进行超高压输电线路故障类型识别的研究58-63

摘要：通过对超高压输电线路各种类型故障的特征分析,提出了一种综合利用暂态电流行波幅值和极性的故障特征来识别故障类型的新原理,指出零模量和线模量之间的幅值关系不宜被用以构造识别判据.文中还设计出基于小波变换的故障类型识别的实用快速算法,该快速算法能免受TA饱和、系统振荡的影响,提高了以往行波故障选相方案在单相或两相接地故障时的可靠性.大量ATP仿真数据的测试表明:这种故障类型识别的新原理及其算法在线路不同位置、不同过渡电阻、不同初始角等故障情况下都能正确快速地选出故障相.现场实录故障数据也验证了该故障类型识别方法是可行的.

输电线路雷击的电磁暂态特征分析及其识别方法研究64-69

摘要：雷击未造成故障引起的行波,在多次折、反射后将最终要衰减为零,因此其表现在时间轴上为正负交替变化,而雷击造成故障与线路故障引起的行波在故障后较短时间内变化趋势总的来说是单调的.根据这一特征,文中用一条直线对故障后的行波进行拟合,并进一步提出了波形一致性系数的概念,依此系数的大小来判断行波是故障行波还是非故障行波.该方法的理论基础较为直观,并通过大量的暂态仿真验证了论文所提出的新方法可靠、有效,而且该方法适用于一切暂态量保护的雷击干扰识别.

在暂态过程中电力系统频率的估算70-74

摘要：提出了一种在暂态过程下测量电力系统频率的快速准确算法.该算法考虑了RL电路中的暂态电流,假设暂态电流含有一个按正弦规律变化的周期分量和一个按指数规律变化的非周期分量.通过数字微分,非周期分量的参数如时间常数以及整个非周期分量可以用采样序列准确计算,进而利用计算出的量和采样序列来估算出暂态过程中电力系统的频率.整个估算过程仅需一个周波的时间,测量的精确度高于99.99%,而且测量精度不受周期分量和非周期分量参数变化的影响,更不受采样频率的影响,因此非常适应于电力系统的实时测量和控制.

主导低频振荡模式二阶非线性相关作用的研究75-80

摘要：在大干扰下系统稳定性的研究中,由于特征向量线性变换的引入,使得计算一些衡量模式间非线性相关作用大小的系数不确定,且系统关键参数的变化将造成主导低频振荡模式和相关模式间非线性相关作用的变化,进而导致系统动态特性和稳定性也随之变化.针对此问题,该文应用向量场正则形理论,提出了一种识别大干扰下系统关键参数的方法,即通过标幺化处理来鉴别模式间2阶非线性相关作用大小的方法.研究结果验证了文中分析的正确性,为大干扰下主导低频振荡模式与其它模式非线性相关作用的研究找到了解决其物理量不唯一问题的办法.

基于拉盖尔多项式的非线性负荷谐波发射水平估计81-85

摘要：提出用概率求和估计非线性负荷谐波发射水平的新途径.根据非线性负荷投入前后测量值的数字特征建立逆向求和概率模型,通过测量值的x-y分量的n阶矩与Laguerre多项式逼近求和概率密度函数(pdf:probabilitydensity function):用递推算法估计测量统计值各分量的n阶矩,导出矢量和(幅值)的n阶矩,再用参数平方变换合成pdf,引入尺度因子修正截断误差.这种方法求和时不需要各个随机矢量在相位上具有0～2π的概率分布,使用的统计样本值较少.用实际测量值进行的比较分析证明了该方法的有效性.

基于离散傅立叶变换校正的电参量微机测量新算法及应用研究86-91

摘要：离散傅立叶变换(DFT)是电参量微机测量的常用算法,但非同步采样引起的频谱泄漏及栅栏效应,使估计出的信号频率、幅值及相位有较大的误差.该文根据电气信号的频谱特点,对DFT频谱校正实现方法进行改进,提出了适合电参量微机测量的新算法,并通过选用不同的采样时间窗长度、采样点数及与之相适应的窗函数,使新算法可以满足高精度计量及快速电气测量等多种应用场合对测量精度、实时性等性能的不同要求.算法实现简单,速度快、精度高、通用性强,仿真分析和科研实践验证了其可行性和有效性.

一种新的三电平中点电位滞环控制法92-96

摘要：该文针对三电平中点电位平衡原理提出了一种中点电位的滞环控制方法,该方法根据当前的PWM组合和各相输出电流方向判断出中点电流方向,通过滞环比较的方式得到中点电压偏向,并由此判断当前PWM对中点电位的作用,将当前的PWM组合中可以实现中点电位平衡的组合重新分配使之有利于中点电位的平衡.该方法独立于具体的PWM调制模式,因此可以胜任各种PWM调制模式下的中点电位调整.而且也可通过调整滞环宽度的方法来调整中点电位的允许波动和开关管开关次数.该文以特定谐波消除PWM方法(SHEPWM)为例,仿真和实验结果显示了很好的中点平衡效果.该方法对三电平中点电位平衡上具有通用性.

三相电压型PWM整流器状态反馈精确线性化解耦控制研究97-103

摘要：该文基于微分几何理论,在建立三相电压型PWM整流器仿射非线性模型基础上,提出其状态反馈精确线性化非线性控制策略,实现了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制.研究表明,状态反馈精确线性化非线性控制能较理想地实现三相电压型PWM整流器控制解耦,完成其功率因数校正及整流器输出特性控制的功能.文中给出了完整的理论分析及实验研究结果.